Bølger og lyd
Lydintensitet mot avstand
Intensiteten avtar som 1/r² — flytt observatøren og se I og L endre seg.
Lydintensitet mot avstand — interaktiv Bølger og lyd-simulering. Intensiteten avtar som 1/r² — flytt observatøren og se I og L endre seg. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Omvendt kvadratisk intensitet
Lydintensiteten avtar som 1/r² fra en punktkilde i tre dimensjoner.
Effekten spres over et kuleflateareal på 4πr², så intensiteten er I = P/(4πr²). Å doble avstanden firdobler intensiteten.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En høyttaler stråler lyd likt i alle retninger. Hvis en lytter flytter seg dobbelt så langt bort, hvor mye synker lydintensiteten?
Prediksjoner å veie
- Intensiteten synker til 1/2 — den avtar lineært med avstanden.
- Intensiteten synker til 1/4 — den avtar med kvadratet av avstanden.
- Intensiteten forblir den samme uavhengig av avstand.
Variabelroller
Hva du setter:
- Avstand r (m)
Hva du måler:
- Intensitet I (µW/m²)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne lydintensitet-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Kilden stråler 0,05 W i alle retninger (kulespredning).
- Aktiver intensitetsavlesningen ved observatøren.
- Sett observatørens avstand fra kilden for hvert forsøk og registrer intensiteten.
Styrende likning
Omvendt kvadratlov for lydintensitet — I = P/(4πr²)
Effekt strålet likt i alle retninger sprer seg over en kuleflate med areal 4πr². Intensitet — effekt per arealenhet — avtar derfor som 1/r² med avstanden fra kilden.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn I = P/(4πr²) med P = 0,05 W, og oppgi svaret ditt i µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Sammenlign med tabellen.
- Forklar, med kuleflatens areal 4πr², hvorfor lydeffekt som sprer seg utover får intensiteten til å avta som 1/r² i stedet for 1/r.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Å doble avstanden firdobler intensiteten, men lydstyrken (i desibel) synker tilsynelatende bare med en fast mengde hver gang avstanden dobles. Se på lyddesibel-eksperimentet — hvilken type funksjon gjør et ×4 intensitetsforhold om til en fast dB-forskjell?
- Dette eksperimentet antar at kilden stråler likt i hver retning. En megafon fokuserer i stedet lyden inn i en smal kjegle. Hvordan ville du forvente at 1/r²-loven endret seg for en fokusert kilde ved samme avstand?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Velkommen til Lydintensitet
- Velg observatøren
- Trykk Spill av
- Svakere med avstand
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.